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专利号: 2019106093587
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于标签约束弹性网图模型的高光谱图像分类方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)对待高光谱图像进行EMP特征提取,构建空谱联合特征;

(2)根据空谱联合特征进行标签约束传递,获得全局约束矩阵;

(3)根据全局约束矩阵,针对每个像素点构建字典;

(4)根据字典求解弹性网表示,构建标签约束的弹性网图模型;

(5)基于弹性网图模型进行半监督分类,得到标签矩阵,实现高光谱图像分类。

2.根据权利要求1所述基于标签约束弹性网图模型的高光谱图像分类方法,其特征在于,在步骤(1)中, 其中,V表示空谱联合特征矩阵,X表示光谱特征矩阵,EMP表示EMP特征矩阵,m为主成分个数,n为半径不同的圆形结构元素的个数,d为光谱波段的数量,N为图像像素点数目。

3.根据权利要求2所述基于标签约束弹性网图模型的高光谱图像分类方法,其特征在于,在步骤(2)中,标签约束传递的模型如下:其中,U为全局约束矩阵,Z为初始约束矩阵, 表示F范数的平方,上标T表示矩阵转置,tr表示矩阵的迹,δ为正则化参数,L为正则化的拉普拉斯矩阵,L=I-DW-1/2WDW-1/2,W是根据空谱联合特征矩阵V构图得到的邻接矩阵,DW是图的度矩阵,I是单位阵;

求解上述模型,得到全局约束矩阵的最优解U*。

4.根据权利要求2所述基于标签约束弹性网图模型的高光谱图像分类方法,其特征在于,在步骤(3)中,步骤(2)求解的全局约束矩阵中的每个元素为对应两个像素点之间的置信度,针对每个像素点xi,挑选出前K个置信度最高的像素点xj构建字典Di=VBi,其中,Bi是一个对角矩阵,若xj被选出构建字典Di,则(Bi)jj=1,否则(Bi)jj=0,(Bi)jj表示矩阵Bi中第j行第j列的元素,i=1,2,…,N,j∈{1,2,...,N}。

5.根据权利要求4所述基于标签约束弹性网图模型的高光谱图像分类方法,其特征在于,在步骤(4)中,通过求解以下约束优化问题求解所有像素点的弹性网表示:s.t.xi=Dici,1≤i≤N

其中,ci是xi基于字典Di获得的表示系数,C=[c1,c2,...,cN]是表示系数矩阵,E是误差矩阵,λ和γ是正则化参数,||C||1表示l1范数,||E||2,1表示l2,1范数;

根据每个样本点的弹性网表示系数,构建标签约束的弹性网图模型,样本之间的系数直接作为边的权重,在高光谱像素点之间建立边的连接,邻接矩阵直接用弹性网表示系数矩阵C表示。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述基于标签约束弹性网图模型的高光谱图像分类方法,其特征在于,在步骤(5)中,建立半监督学习模型:其中,F是分类结果标签矩阵,Y是初始标签矩阵, 表示二范数的平方,μ是正则化参数,L1是标签约束的弹性网图的拉普拉斯矩阵,上标T表示矩阵转置,tr表示矩阵的迹;

求解半监督学习模型,得到分类结果标签矩阵的最优解F*,实现高光谱图像分类。